Teknik Pelabuhan - Windrose

TUGAS MATA KULIAH

TEKNIK PELABUHAN

Disusun Oleh : Fajrin Siddiq 0310610029 DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL - MALANG 2005

<-- 1 -->

Kata Pengantar Alhamdulillah, puji dan syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala, atas segala Rahmat, Hidayah dan Inayah yang selalu di anugerahi kepada penyusun dengan tiada putus-putusnya. Salah satunya adalah ketika menyelesaikan tugas ini. Meskipun dalam penyelesaiannya ditemui beberapa kesulitan, namun hal itu tidaklah menjadi suatu hambatan. Kesulitan itu antara lain dalam mencari data angin yang tepat dan sesuai. Tugas pembuatan Wind Rose ini merupakan salah satu tugas dari mata kuliah Teknik Pelabuhan yang diampu oleh Bapak Ir. M. Ruslin Anwar, M.Si. Dengan tugas ini, penyusun merasa mendapat pengetahuan baru, yaitu tentang Wind Rose atau Mawar Angin, dimana Wind Rose itu digunakan untuk mengetahui pola penyebaran angin di suatu daerah dalam kurun waktu tertentu. Dalam membuat Wind Rose untuk tugas ini, penyusun dibantu oleh software WRPLOT View (Wind Rose Plots for Meteorological Data). Sedangkan data kecepatan dan arah angin penyusun peroleh dari Stasiun Pengamatan Hiratsuka yang merupakan bagian dari Institut Penelitian Nasional untuk Ilmu Bumi dan Pencegahan Bencana (Hiratsuka Experiment Station of National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention) milik pemerintah Jepang. Akhirnya pada kesempatan ini, penyusun sangat ingin berterimakasih kepada pihak-pihak berikut ini :

1.

Bapak Ir. M. Ruslin Anwar, M.Si yang telah memberikan tugas ini. Jika beliau tidak memberikan tugas ini, maka niscaya penyusun tidak akan memperoleh pengetahuan baru.

2.

Pihak Lakes Environmental (http://www.weblakes.com/) yang telah menyediakan Software WRPLOT View (Wind Rose Plots for Meteorological Data).

3.

Stasiun Pengamatan Hiratsuka (http://hiratsuka.bosai.go.jp/), yang telah menyediakan data angin siap olah.

4.

Teman-teman

mahasiswa

Sipil

peserta

kuliah

Teknik

Pelabuhan

umumnya, dan teman-teman mahasiswa sipil angkatan 2003 khususnya, yang tanpa sadar telah memberikan support kepada penyusun selama ini. Dengan selalu bercermin pada pepatah tiada gading yang tak retak, sangat penyusun sadari bahwa tugas ini masih jauh dari sempurna. Itu semua disebabkan karena keterbatasan penyusun sebagai manusia biasa. Semoga dalam tugas-tugas selanjutnya dapat lebih baik lagi, terutama dalam hal waktu penyelesaian. Malang, September 2005

<-- 2 -->

Bab I

Penyusun

Pendahuluan 1. Latar Belakang Sebagaimana kita ketahui bahwa daerah di tepi laut merupakan daerah yang “banyak” angin, dan pelabuhan sebagai salah satu prasarana transportasi yang terletak di tepi laut, tentunya setiap saat menerima terpaan angin secara terus menerus. Hal ini sangat berpengaruh pada konstruksi bangunan pelabuhan, karena terpaan angin yang bekerja pada suatu bangunan dapat menimbulkan suatu tekanan yang berbentuk muatan yang harus dipikul oleh bangunan tersebut. 2. Tujuan Tugas pembuatan Wind Rose ini bertujuan untuk mengetahui pola penyebaran angin di suatu tempat dalam kurun waktu tertentu. 3. Pembatasan Masalah Dalam tugas ini hanya akan dibahas mengenai data angin, prosentase kejadian angin, Wind Rose dan perhitungan faktor tegangan angin pada arah angin dominan.

<-- 3 -->

Bab II Pembahasan 1. Data Angin Seperti telah dikemukakan sebelumnya, data angin tugas ini diperoleh dari Stasiun Pengamatan Hiratsuka yang merupakan bagian dari Institut Penelitian Nasional untuk Ilmu Bumi dan Pencegahan Bencana (Hiratsuka Experiment Station of National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention) milik pemerintah Jepang. Stasiun ini berbentuk menara pengamatan (Observation Tower). Terletak 20 meter di atas permukaan laut dan berjarak kurang lebih 1 kilometer arah luar daerah Kanagawa, kota Hiratsuka, di pulau Nijigahama, Jepang. Stasiun ini didirikan pada tahun 1965 dan sejak saat itu terus menerus mengadakan pengamatan mengenai laut dan kondisi cuaca pada umumnya. Sesuai dengan namanya, Stasiun ini tidak hanya mencatat arah dan kecepatan angin saja, tetapi juga tinggi dan periode gelombang air laut, kecepatan dan arah arus air laut, temperatur air laut, dan tekanan atmosfir. Secara lengkap, dapat dilihat pada tabel berikut mengenai elemen-elemen yang diukur dan alat ukurnya : Tabel 1 : Elemen yang diukur Stasiun Hiratsuka dan alat ukurnya No. 1.

2.

Elemen Yang Diukur Tinggi / Periode

Alat Ukur / Jumlah 3 buah meteran Supersonik untuk mengukur tinggi

Gelombang Air Laut

gelombang (Supersonic Wave Heigth Meters), diletakkan

Kecepatan/ Arah

5 meter di atas Mean Sea Line (MSL). Meteran elektromagnetik untuk

Arus Air Laut

(Electromagnetic Current Meter), dapat berfungsi juga

Lihat gambar 1

mengukur

arus

sebagai pengukur temperatur air laut, diletakkan 7 meter di bawah MSL. Lihat gambar 2

3.

Temperatur Air Laut

Menggunakan

resistor

pengukur

temperatur

(Temperature Measuring Resistor), diletakkan 3 meter 4.

Kecepatan / Arah

dibawah MSL. Meteran pengukur arah/kecepatan angin tipe baling-

Angin

baling (Propeller Type Wind Vector/Velocity Meter atau Aero Vane), diletakkan di atas atap menara pengamatan,

5.

Tekanan Atmosfir

23 meter di atas MSL. Lihat gambar 3 Barometer tipe osilasi (Oscillation

Type

Barometer),

diletakkan di dalam ruangan menara pengamatan, 15 meter diatas MSL. Data angin yang penyusun peroleh adalah data angin pada bulan Januari 2005. Penyusun sengaja tidak mengambil data angin selama 1 tahun karena disebabkan oleh cara Stasiun ini mencatat datanya. Stasiun ini mencatat data arah dan

<-- 4 -->

kecepatan angin per hari dengan interval 1 jam-an. Sehingga dalam satu hari terdapat 24 data dan dalam setahun ada 24 x 365 = 8760 data. Ini tentu bukanlah sesuatu yang efisien, paling tidak menurut hemat penyusun. Namun demikian, ketika entry data ke dalam Software WRPLOT View (Wind Rose Plots for Meteorological Data), software tersebut mengasumsikan bahwa data tersebut adalah data angin 1 tahun, yaitu selama tahun 2005. Berhubung dalam pembuatan Wind Rose data yang dibutuhkan hanya data arah dan kecepatan angin saja, maka data-data lainnya dari Stasiun ini tidak terpakai. Adapun contoh format data hasil pengamatan dari stasiun Hiratsuka, dapat dilihat dibawah ini : Tabel 2 : Contoh Format Data Hasil Pengamatan Stasiun Hiratsuka Pada Tanggal 1 Januari 2005 01-Jan-2005 Water Wind Pressur Flow Temperatur Velocit e Wind T Current e y Directio ime Directio n height(cm Period(se (knt (hPa) n (cm/s) (C°) (m/s) ) c) ) One Tenth Significant Wave

Flow Current Velocity

0

201.7

9.4

11.4

0.22

SSW

17.1

3.5

NE

998.6

1

202.0

9.7

7.0

0.14

WSW

16.2

4.2

NNW

997.7

2

187.9

9.1

5.3

0.10

SW

16.5

4.2

NNW

998.0

3

209.7

9.0

9.1

0.18

SSE

16.8

5.9

NNW

998.0

4

183.4

10.1

2.9

0.06

SE

16.7

6.0

NNW

998.2

5

182.4

10.3

10.3

0.20

ESE

17.1

3.5

NNW

999.2

6

189.5

9.8

12.5

0.24

ESE

17.0

3.8

NNW

1000.4

7

171.0

9.3

12.7

0.25

E

17.1

5.2

NNE

1001.7

8

143.5

9.6

9.7

0.19

SE

16.8

4.7

NW

1003.0

9

159.4

10.1

6.3

0.12

SE

16.9

6.4

N

1004.1

10

128.2

9.2

8.4

0.16

SE

16.9

7.4

N

1004.6

11

115.5

9.5

2.8

0.05

SSW

16.9

6.6

N

1004.8

12

124.7

9.6

3.5

0.07

WSW

17.0

6.0

NE

1003.9

13

132.0

9.5

8.0

0.15

SSW

17.0

3.1

ENE

1003.7

14

134.4

9.2

7.5

0.14

SSW

16.7

5.2

NE

1004.0

15

122.3

9.1

4.2

0.08

SW

16.6

5.7

ENE

1004.6

16

132.7

9.5

0.6

0.01

N

16.6

8.5

N

1005.5

17

134.0

9.3

8.5

0.17

E

16.8

7.0

NNE

1006.3

18

126.3

9.6

10.4

0.20

E

16.9

6.4

NNE

1007.7

19

125.3

9.2

11.6

0.23

E

16.9

7.3

NNE

1008.5

20

110.0

9.2

5.1

0.10

SE

16.8

6.8

NNE

1009.3

21

115.0

9.6

5.5

0.11

E

16.8

6.0

N

1009.8

<-- 5 -->

22

103.5

9.1

3.2

0.06

ESE

16.8

4.8

NNW

1010.4

23

95.5

8.3

4.4

0.09

SSE

16.8

4.5

NNW

1011.2

Perlu diingat bahwa data tersebut hanyalah satu contoh dari sekian banyak data yang penyusun peroleh (31 data). Karena alasan efisiensi tempat, maka dirasa cukup jika hanya menampilkan satu contoh data saja. Penyusun sedikit menemui kesulitan ketika mengolah data dari Stasiun ini. Hal ini disebabkan karena data arah angin yang dicantumkan tidak diberi keterangan apakah arahnya itu adalah arah angin berasal (blowing from) atau arah angin menuju (blowing to). Namun dengan membaca lebih teliti keterangan bagaimana Stasiun ini mencatat data kecepatan dan arah angin dan melihat gambar alat pengukurnya, penyusun dapat mengambil kesimpulan bahwa arah angin yang dimaksud adalah arah angin menuju (blowing to).

Gambar 1

Gambar 2

Supersonic Wave Heigth

Electromagnetic current

Meters

meter

Gambar 3 Propeller Type Wind Vector/Velocity Meter (Aero Vane)

2. Wind Rose Dalam pembuatan Wind Rose pada tugas ini, penyusun menggunakan 16 arah mata angin sesuai dengan data arah angin yang penyusun peroleh. Ke 16 arah mata angin tersebut adalah sebagaimana disajikan dalam tabel pada halaman berikutnya :

<-- 6 -->

Tabel 3 : Arah mata angin dan besar sudutnya

Arah Mata Angin

Besar Sudut ( o ) Diukur dari Utara

North (Utara) North-North East

0 22,5

Arah Mata Angin

Besar Sudut ( o ) Diukur dari Utara

South (Selatan) South-South West

(Utara-Timur laut)

180 202,5

(Selatan-Barat

North East

Daya) South West

45

(Timur Laut) East-North East

225

(Barat Daya) West-South West

247,5

90 112,5

(Barat-Barat Daya) West (Barat) West-North West

270 292,5

(Timur-Tenggara) South East

135

(Barat-Barat Laut) North West

315

(Tenggara) South-South East

157,5

(Barat Laut) North-North West

337,5

67,5

(Timur-Timur Laut) East (Timur) East-South East

(Selatan-Tenggara)

(Utara-Barat Laut)

Setelah Wind Rose dibuat dengan menggunakan Software WRPLOT View, terlihat bahwa arah angin yang dominan adalah angin yang bertiup dari arah Utara menuju Selatan. Selengkapnya untuk prosentase kejadian angin dapat dilihat pada lampiran. Sedangkan untuk prosentase kejadian angin pada arah mata angin dominan dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 4 : Prosentase kecepatan angin pada arah mata angin dominan Kecepatan Angin

Prosentase (%)

(m/s) 0,5 – 2,1 2,1 – 3,6 3,6 – 5,7 5,7 – 8,8 8,8 – 11,1 ≥ 11,1 Jumlah

11,1559 17,2043 5,9140 1,3441 0 0 35,6183

3. Faktor Tegangan Angin Besarnya faktor tegangan angin dapat dihitung dengan persamaan yang telah dinyatakan dalam “Buku Peraturan Muatan Indonesia 1970 atau NI-18 ” yaitu : P=

v

2

16

dimana : P = Tekanan tiup (kg/m2), dengan P minimum = 40 v = Kecepatan angin (m/s)

Untuk kecepatan, akan dipakai kecepatan dengan prosentase terbesar pasa arah mata angin dominan, yaitu 2,1 – 3,6 m/s. Dari rentang nilai ini, diambil harga

<-- 7 -->

rata-ratanya, sehingga didapatkan kecepatan angin rata-rata untuk arah mata angin dominan = 2,85 m/s. Dengan begitu, kita dapat langsung menghitung faktor tegangan angin :

P=

2,85

2

P = 0,5077 Kg/m2

16

<-- 8 -->

Bab III Kesimpulan Dari Wind Rose yang telah dibuat berdasarkan data angin yang penyusun peroleh, didapatkan bahwa angin dominan bertiup dari arah utara ke selatan. Pada arah dominan tersebut, prosentase terbesar adalah angin dengan kecepatan antara 2,1 – 3,6 m/s atau 4,086 – 7,004 knots dan besar faktor tegangan angin adalah 0,5077 kg/m2. Sedangkan dari total data angin diperoleh kecepatan rata-rata angin sebesar 2,73 m/s atau 5,311 knots denagn prosentase angin sunyi (Calm Winds) sebesar 2,51 %. Total perhitungan data angin adalah 744 jam.

<-- 9 -->